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浅谈地基基础检测中的新技术

文章编辑:【河南彬豫强夯地基基础工程有限公司】发布日期:2018-12-12 15:07:46

    在最近30年来,在城市化进程日益加速,而随着国内城市建设的发展,高层建筑、高等级道路以及城市的地铁等快速交通方式的兴建,使得地基基础工程得到了较快发展,而地基基础检测技术也随之有了很大进步,特别是过去十几年,出现了大量的地基基础检测新技术。本文通过对近期出现的地基基础检测新技术介绍,希望对地基基础的检测工作带来一定的帮助。
  地基基础作为整个构造物的荷载承担部位,对整个构造物的正常、安全使用有着十分重要的作用。而地基基础的设计以及地基基础的施工质量都需要通过一定的地基基础检测技术来保证,所以,地基基础的检测就在整个地基基础的勘察、设计和施工中有着不可忽略的作用。现在的地基基础检测项目主要集中在超高层建筑、深基坑、铁路公路桥基、港口工程桩基、水利工程堤防加固、强夯地基、软弱地基以及一些核电工程项目中,通过检测与监测,为建设工程提供科学、准确、高质量的检测数据,从而保证了工程的质量。
  科学技术的不断发展的同时,为了提高地基基础的检测工作的科学性和准确性,检测技术、检测设备已经检测方法都需要不断的更新,使得地基基础的检测也出现了一些新的技术。地基基础基本检测技术广泛应用的同时,探地雷达技术、深基开挖监测、地铁盾构施工监测技术等新的检测、监测技术也得到了快速的发展和应用。文章简单介绍了这些基本检测技术的基础上,详细论述了地基基础的检测新技术的应用。
  1 基本的检测技术
  1.1 地基土的特性测试
  虽说地基基础作为构造物的承重基础,但是最终的承重是要地基土来承担的。所以对地基土的特性的研究就十分有必要,人们也越来越重视原位测试技术在岩土工程理论和实践中的作用。
  地基土的特性测试包括静力特性测试和动力特性测试。而荷载试验、静力触探试验、旁压试验、标准贯入试验以及十字板剪切试验等原位测试手段是地基土静力特性测试的重要手段。相对于地基土的静力特性测试,地基土的动力特性测试要复杂的多,因为在动力荷载下,整个地基土的特性也相对复杂的多。常用的动力特性测试技术有场地土波测试技术、场地地微振测试技术、地基土刚度系数测试技术以及振动衰减测试技术等。
  地基土静载荷试验时是各种原位测试方法中的比较早应用的。能够模拟构造物的地基的实际受荷条件,能够准确的反映地基土的受力和变形情况,是直接确定地基土承载力和变形模量等参数的最可靠的方法,也能够为其他的原位测试方法建立相应的依据。静力触探技术应用较为广泛,它不仅是一种原位测试技术,还是一种重要的勘探手段,它具有测试快速、准确,经济性好等特点,对于复杂的地基基础,静力触探测试技术有它的独特的优势。旁压试验主要用来判别土的状态、计算土的强度指标和土的应变参数、计算土的承载力、地基的沉降以及地基土的水平向基床系数等。而标准贯入试验主要判断粘性土的稠度状态和砂土的密实状态。
  对于构造物的抗震设计来说,场地土的波速值是一个比较重要的参数,同时,波速测试在岩土工程中主要进行土的物理力学指标的判定、场地土液化的评价、场地固有周期的计算、地基处理效果的检验和沉积年代的确定等。场地地微振量测量结果可用来进行地基土类别的划分、地震小区的划分和构造物的地震响应分析等。地基土刚度系数的测试可以为各种动力设备基础、卫星天线基础等的设计与计算提供必要的参数。
  1.2 基桩的测试
  桩基础是应用较为广泛的一种基础形式,因此对桩基础的承载能力的正确评价、同时为设计提供合理的设计参数都对桩基础的质量和经济性有着重要的影响作用,这就要求做好基桩的测试。和地基土的特性测试一样,基桩的测试也有静力测试与动力测试之分。
  静载荷试验是确定单桩承载能力、提供合理的设计参数以及检验桩基质量的最基本也是最重要的方法。单桩的竖向抗压静载荷试验是用以一种接近竖向抗压桩实际受力情况的试验方法,通过试验测得单桩的竖向抗压极限承载力,将其作为设计的依据,或者作为抽样检验以及评价其承载力的依据。单桩的竖向抗拔静荷载试验与竖向抗压静荷载试验类似,也是通过确定单桩的竖向抗拔极限承载能力作为设计、施工以及检验的一种依据。目前,单桩的竖向抗拔极限承载能力在工程实际中越来越多得到重视,因此应加强对其的认识和学习。而单桩水平静荷载试验旨在通过试验确定试桩的水平承载能力、桩身的弯矩分布规律、弹性地基系数等参数。
  基桩的动力测试是在计算机和电子技术快速发展的大背景下出现的一种桩基的测试技术,通过在桩顶施加的激振力来使得基桩本身产生振动,通过相关的仪器进行记录并对结果加以分析,从而确定桩的强度、完整性、施工的质量以及自身的承载能力等。相对于传统的测试手段,其测试方法科学、准确,而且经济性较好,在工程中应用较多。根据测试时桩身的位移的不同可以分为低应变动力测试和高应变动力测试。
  2 地基基础检测新技术
  2.1 探地雷达技术在地基基础工程中的应用
  探地雷达最早是在国外开展应用,而且应用的范围较广,比如,表面构造探测、冰山和冰川的探测、水文地质勘测、地基或者道路的探测、路面的裂缝调查,还在隧道、堤坝等施工中得到应用。而国内对探地雷达技术的引入较为晚,而且在工程实际中应用的效果也不甚理想,初期主要应用于对堤坝的检测,只是在最近一段时间内才逐渐应用于地基基础的检测中来,而且应用的技术也日益完善。
  探地雷达技术主要是应用高频的电磁波在地基中传播,经过地下地层反射后回到地面的接受装置。在已知地基的介质传播速度的情况下,有得到的反射时间可以算出地基的深度。同样如果电磁波在地基中传播中出现不稳定现象,说明地基中存在不同的地层,或者是地基出现一定的破坏。通过探地雷达的检测,并可以辅以一定的地质勘探技术,可以较为有效的对地基基础进行检测,提高了检测效率和精准度,同时也避免了对地基的破坏,相应的降低了检测的成本。
  2.2 深基开挖中的监测工作
  随着工程建设的进一步发展,深基坑越来越多的在工程建设中出现,特别是城市的高层建筑建设中,深基坑是施工中的一个重点。由于在进行基坑开挖过程中,整个施工的场地十分有限,不可能有足够的空间来进行必要的放坡处理,所以,就必须有高质量的支挡系统来对基坑进行围护,为基坑的施工提供安全保证。因此在深基开挖过程中,要结合现代的信息技术,做好深基开挖过程中的检测、监测工作。监测工作既是对基坑设计的科学、合理性进行检测的手段,也能为后续工程的施工提供必要的理论、实践支持。
  深基坑的监测工作是要结合工程的实际情况,制定科学、合理的监测方案。监测方案的制定过程中要尽可能将现代的信息技术的成果应用其中,一方面提高整个监测的效率,另一方面也能提高监测的准确性。例如,现在的一些深基坑的自动变形监测系统就将全站仪、报警系统、无线发射器、传感器等仪器与自动变形监测软件结合起来,科学的设置监测、控制点,从而完成高效、准确的监测工作。通过对深基坑的监测,能够对围护结构的变形、受荷以及周围荷载的变化情况有一个清楚的了解,同时也能对建筑周围的水文、地质情况有所了解,为整个设计、施工工作提供可靠的信息,作为工程后续工作的一个指导。
  2.3 软土地区地铁盾构施工监测技术
  在最近一个时期内,我国的城市建设将地铁建设作为城市建设中一个重要部分。现在的地铁隧道施工大多采用的是盾构法进行施工,在施工过程中,对周围的土体产生干扰和破坏时不可避免的,这就会造成土层和周围的建筑可能出现沉降。因此,在地铁隧道的施工中,特别是软土地区的施工,要特别注意对盾构区间的监测工作,避免因为周围的土体和建筑的沉降对施工安全和建筑物安全的造成威胁。
  监测方案制定过程中,不仅要考虑盾构体内部的变形监测,也要对地面的沉降、周围建筑物的沉降变形进行监测,并设置一些报警装置,一旦出现大的沉降或者变形提前发出警报,从而能够及时制定相应的控制措施。
  2.4 软土地区高等级公路施工监测
  软土地区的高等级公路施工中,为了控制路基的沉降和保证路基的稳定性,也必须对软土地区地基进行施工监测。监测点的布设必须在路基或者路堤的填筑之前完成,通过对沉降的监测来控制施工的速率,并对地基的承载能力做出判断。同时要进行孔隙水压力、土压力、地基承载力的监测,并注意地下水位的变化,通过这些监测对工程的施工提供参数依据。
  3 结论
  地基基础作为整个构造物的基础部分,在工程的施工中起着重要的作用,做好地基基础的检测工作对整个工程的质量、安全有着十分重要的作用。文章在介绍了地基土特性检测和基桩的测试方法的基础上,对如今工程中常用到的地基基础检测、监测技术进行了阐述,希望为工程的施工带来一定的帮助。

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